Name: laboratory and field protocol for estimating sheet erosion rates from dendrogeomorphology
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00
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Os projectos de investigação que financiou esta pesquisa foram: MARCoNI (CGL2013-42728-R); Dendro-Avenidas (CGL2007-62063); MAS Dendro-Avenidas (CGL2010-19274) do Ministério espanhol de ciência e tecnologia e o projeto ideia-GESPPNN (OAPN 163/2010), que foi financiado pelo Ministério ambiental de Espanha.

1. estratégia de amostragem
<ol><li>Identificação de processo geomorfológicos<ol>
<li>Implemente as unidades de resposta hidrológica abordagem (HRU)21. Para o efeito, identifica áreas homogêneas dentro do local de estudo, constituído por depósitos de litologia e superfície, cobertura do dossel, resíduo vegetativo em contacto com a superfície do solo e inclinação. Selecione entre os HRUs todos aqueles em que o processo de erosão da folha é predominante.</li>
	</ol>
</li>
</ol><p c...

O protocolo implantado demonstra o valor de caracterização detalhada e adequada de microtopography superfície do solo, que permite para medir as taxas de erosão confiável folha de dendrogeomorphology. Nossa abordagem metodológica incide sobre a importância de caracterizar a microtopography nos arredores de raízes de exposição para melhorar a estimativa da taxa de erosão. Este fator tem sido ignorado pela maior parte em estudos anteriores, resultando em uma má interpretação das taxas de erosão do solo deriv...

Impactos econômicos e ambientais produzidos pela erosão faz este tópico em uma preocupação em todo o mundo1. Vários métodos, de técnicas diretas de abordagens baseadas em física e empíricas, são usados para calcular taxas de erosão do solo em uma variedade de escalas temporais e espaciais. Técnicas diretas usam medições de campo em condições naturais e baseiam-se principalmente o uso de Gerlach bebedouros2, coletores de água3,4 e medidores5pinos de erosão. Além disso, modelos de erosão do solo têm sido cada vez mais focados representando detalhadamente os processos físicos real responsáveis pela erosão6.
Dendrogeomorphology7 é uma subdivisão da Dendrocronologia8 que é bem sucedido em caracterizar a frequência e a magnitude dos processos geomorfológicos9,10,11,12, 13,14,15,16,17. Em relação a erosão superficial, dendrogeomorphology é normalmente utilizadas para reforçar ou substituir as metodologias acima mencionadas, particularmente em áreas onde as taxas de erosão derivadas diretas técnicas são escassos ou indisponível. Dendrogeomorphology é um método muito flexível para avaliar a erosão do solo e pode ser utilizada para calibrar modelos empíricos e baseados em física, ou talvez como um dados de origem para melhorar a confiabilidade da estimativa direta técnicas18, 19. Dendrogeomorphology permite a erosão do solo a ser estabelecida em grandes áreas onde as raízes expostas estão disponíveis. Essas raízes expostas devem mostrar limites de anéis de árvore clara e responder aos padrões de crescimento anual deve ser considerado ideal para aplicar técnicas de dendrogeomorphological20. Raízes expostas, mais a amostra devem estar localizadas de preferência em unidades homogêneas baseadas sua reação para o solo da erosão,21.
A maneira convencional de dendrogeomorphical de estimar a erosão superficial é aterrada na medição em situ a espessura do solo erodido (Ex) desde o tempo da primeira exposição ao presente22,23, 24. A relação entre estas duas variáveis é utilizada para calcular um valor de erosão em mm∙yr1. Grande parte da investigação realizada até à data inteiramente concentrou eficientemente, identificando o ano inicial de exposição. Como resultado, modificações na raiz devido à exposição são analisadas a nível macroscópico25, ou para o tecido e níveis celulares de27,26,28. A principal alteração anatômica presente nas raízes expostas de coníferas é aumentar a espessura do anel de crescimento, em consequência de um número significativo de células dentro do de madeira primaveril (EW)26. Uma redução da mesma forma foi encontrada dentro da área do lúmen de Traqueidos EW juntamente com uma espessura de estrutura maior parede de célula de lenho tardio (LW) Traqueidos24,,27,29. Essas modificações foram descritas e quantificadas como início, quando a erosão reduz a superfície do solo sobre a raiz de 3 cm aproximadamente30. Menos atenção foi concedida para a adequada determinação do parâmetro Ex . A idade das raízes expostas geralmente estava ligada com a altura do eixo de centro da raiz do crescimento sobre o solo de superfície31,32. A estimativa da Ex foi corrigida, consequentemente, considerando o crescimento secundário em curso30,33. Mais recentemente, essas abordagens metodológicas também integraram a caracterização do solo microtopography para obter taxas de erosão confiável34,35,36.
Apresentamos um protocolo de laboratório e de campo para estimar mais precisas e confiáveis folha taxas de erosão da dendrogeomorphology. Este protocolo particular, examinamos a hipótese de que todas as raízes expostas, independentemente da orientação em relação ao caminho de escoamento e em conjunto com a análise de microtopographical, de amostragem permite taxas de erosão precisamente ser reconstruída e quantificado. Nosso objetivo, portanto, é fornecer um protocolo para estimar as taxas de erosão de maximizar o tamanho da amostra de raízes expostas, usando informações macroscópicas e microscópicas encontradas na série de anéis de crescimento e, também, dados topográficos de alta resolução.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1336">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:235px;">Topographic map, soil map, land cover map</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td style="width:751px;">To be obtained from public institutions or generate at the first phase of research</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Single ring infiltometer</td>
			<td style="width:197px;">Turf-Tec International</td>
			<td style="width:155px;">IN16-W</td>
			<td>http://www.turf-tec.com/IN16Lit.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Handsaw</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td style="width:751px;">There is noy any specific characteristics to be considered regarding the model</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Measuring tape</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td>With accuracy of 1 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Terrestrial Laser Scanning (TLS)</td>
			<td style="width:197px;">Leica-Geosystems</td>
			<td style="width:155px;">Leica ScanStation P16</td>
			<td>https://leica-geosystems.com/products/laser-scanners/scanners/leica-scanstation-p16</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Microtopographic Profile Gauge</td>
			<td style="width:197px;">RS Online</td>
			<td style="width:155px;">Facom, 19</td>
			<td>https://www.classic-conservation.com/es/herramientas-para-talla-y-escultura-en-madera/511-galga-medidora-de-perfiles.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Sandpaper</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td>from 80 to 400 grit</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Scanner</td>
			<td style="width:197px;">EPSON</td>
			<td style="width:155px;">Perfection V800 Photo</td>
			<td>https://www.epson.co.uk/products/scanners/consumer-scanners/perfection-v800-photo</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Image analysis system</td>
			<td style="width:197px;">Regent Instruments Inc.</td>
			<td style="width:155px;">WinDENDRO</td>
			<td>http://www.regentinstruments.com/assets/windendro_analysisprocess.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Measuring table</td>
			<td style="width:197px;">IML</td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td>https://www.iml-service.com/product/iml-measuringtable/</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:235px;">Sliding microtome</td>
			<td style="width:197px;">Thermo Fisher SCIENTIFIC</td>
			<td style="width:155px;">Microm HM 450-387760</td>
			<td>http://www.thermofisher.com/order/catalog/product/910020</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Optical microscope</td>
			<td style="width:197px;">OLYMPUS</td>
			<td style="width:155px;">MX63/MX63L</td>
			<td>https://www.olympus-ims.com/en/microscope/mx63l/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Digital camera for microscope</td>
			<td style="width:197px;">OLYMPUS</td>
			<td style="width:155px;">DP74</td>
			<td>https://www.olympus-ims.com/en/microscope/dc/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Safranin</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td style="width:751px;">Empirical Formula (Hill Notation) C20H19ClN4&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:235px;">Astrablue</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td style="width:751px;">Empirical Formula C47H52CuN14O6S3</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Alcohol</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td style="width:751px;">Alcohol by volume (50%, 75% and 100%)</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:235px;">Distilled water</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td>H2O</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Citrus oil clearing agent</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td>https://www.nationaldiagnostics.com/histology/product/histo-clear</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Coated slides</td>
			<td style="width:197px;">Thermo Fisher SCIENTIFIC</td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td>https://www.fishersci.com/us/en/products/I9C8JXMT/coated-glass-microscope-slides.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Hardening epoxy</td>
			<td style="width:197px;">MERCK</td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td>https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/03989?lang=es&#38;region=ES</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

laboratory and field protocol for estimating sheet erosion rates from dendrogeomorphology

Erosão superficial está entre os drivers cruciais da degradação do solo. Erosão é controlada por factores ambientais e as atividades humanas, que muitas vezes levam a graves impactos ambientais. A compreensão da erosão da folha é, por conseguinte, uma questão em todo o mundo, com implicações tanto para ambiente e economias. No entanto, o conhecimento sobre como erosão evolui no espaço e no tempo é ainda limitada, bem como seus efeitos sobre o meio ambiente. Abaixo, vamos explicar que um novo protocolo dendrogeomorphological para derivação erodidos espessura de solo (Ex) adquirindo microtopographic precisos dados usando (TLS) de exploração do laser terrestre e medidores de perfil microtopographic. Além disso, procedimentos de dendrogeomorphic padrão, dependentes de variações anatômicas em anéis de raiz, são utilizados para estabelecer o tempo de exposição. Perfil de ambos TLS e microtopographic medidores são usados para obter superfície perfis de solo, dos quais estima-se Ex após o limite de distância (TD) é determinada, ou seja, a distância entre a raiz e o sedimento knickpoint, que permite deﬁning a redução da superfície do solo causada pela erosão. Para cada perfil, medimos a altura entre a superfície da raiz e um virtual plano tangente à superfície do solo. Desta forma, pretendemos evitar impactos em pequena escala da deformação do solo, que pode ser devido à pressão exercida pelo sistema de raiz, ou pelo arranjo de raízes expostas. Isto pode provocar pequenas quantidades de sedimentação do solo ou erosão dependendo de como eles afetam fisicamente o escoamento de superfície. Demonstramos que uma microtopographic adequada caracterização das raízes expostas e sua superfície à terra associado é muito valiosa para obter taxas de erosão precisos. Este achado poderia ser utilizado para desenvolver as melhores práticas de gerenciamento projetadas para eventualmente travar ou talvez, pelo menos, diminuir a erosão do solo, para que políticas de gestão mais sustentável podem ser colocadas em prática.

Amostras de raízes expostas sofrem grave deterioração cambial devido ao impacto da exposição (por exemplo, modificações na temperatura, incidência de luz) e mais o stress físico, devido ao pisoteio pelos caminhantes ou animais pastando e navegação que as raízes submeter-se depois que eles estão expostos. Determinar a existência de anéis descontínuos, bem como namoro precisamente o primeiro ano de resposta à exposição foi realizada no laboratório como no protoc...

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Laboratory and Field Protocol for Estimating Sheet Erosion Rates from Dendrogeomorphology

Laboratório e campo protocolo para estimar as taxas de erosão folha de Dendrogeomorphology

Caracterizando a erosão da dendrogeomorphology tem geralmente focada em encontrar com precisão a data inicial da exposição da raiz, através da análise macroscópica ou alterações de nível de célula, causada pela exposição. Aqui, oferecemos uma descrição detalhada das diferentes técnicas de romance para obter taxas de erosão mais precisas de dados altamente precisos microtopographic.

Sheet erosion is among the crucial drivers of soil degradation. Erosion is controlled by environmental factors and human activities, which often lead to ...

Este método pode ajudar a responder perguntas-chave no campo para a dendrogeomorphology sobre a importância da caracterização microtopográfica terrestre para a obtenção de taxas de erosão de folhas confiáveis. A principal vantagem desta técnica é que ela produz estimativas aceitáveis de erosão do solo sobre grandes áreas comparáveis em um lócus razoável. A implicação dessas técnicas se estende para melhorar a replicabilidade e a utilidade da dendrogeomorphology, ampliando a tipologia dos bio-indicadores que podem ser utilizados para quantificar as taxas de erosão.Geralmente, indivíduos novos nessa técnica seriam capazes de replicá-la facilmente devido à versatilidade da metodologia. A demonstração visual deste método é fundamental, pois baseia-se na conclusão de várias etapas relacionadas a diferentes abordagens metodológicas. Comece localizando raízes expostas que estão mais longe do que 1,5 metro do porta-malas.E usando uma serra para cortar pelo menos 30 raízes expostas com um diâmetro maior que cinco centímetros em seções de 15 centímetros de comprimento. Selecione duas fatias com aproximadamente 1,5 centímetros de espessura e use uma espátula de aferição, uma serra de mão e uma fita de medição para provar pelo menos 1/3 das raízes expostas totais em diferentes profundidades do solo, até um máximo de 20 centímetros para estabelecer a espessura mínima do solo abaixo da qual as raízes começam a ter uma resposta anatômica devido à exposição. Para caracterização microtopográfica das raízes expostas de um local de fácil acesso, use um dispositivo de varredura a laser terrestre que pode medir até 50.000 pontos por segundo com uma precisão de um milímetro a uma distância de varredura inferior a 120 metros, para considerar pelo menos dois locais de varredura de laser terrestre convencionais diferentes sem zonas de sombra.Use um mínimo de quatro alvos de levantamento de alta definição posicionados para cobrir toda a área para mesclar os dois locais. Escaneando uma área média de 300 centímetros ao quadrado dos locais selecionados a uma resolução espacial de um milímetro. Para caracterização microtopográfica das raízes expostas em terrenos difíceis e íngremes, coloque um medidor de perfil microtopográfico perpendicular à raiz exposta e, posteriormente, nivele o medidor horizontalmente para todas as medidas de forma que diferentes conjuntos de dados possam ser comparados.A caracterização microtopográfica da superfície terrestre é fundamental para obter taxas precisas de erosão e pode ser realizada de forma barata usando um medidor microtopográfico, independentemente da topografia do local do estudo. Em seguida, desenhe o perfil obtido em papel gráfico para permitir a estimativa da quantidade de solo erodido ao longo do perfil com precisão submilímetro. Para determinar o tempo de exposição raiz por análise macroscópica, use o aumento no percentual de madeira tardia e larguras maiores do anel de crescimento como indicadores de estresse induzidos pela exposição.E marque pelo menos quatro a cinco raios ao longo do diâmetro das fatias que exibem a maior variabilidade nas larguras do anel de crescimento. Em seguida, use um sistema de análise de imagem para medir a largura do anel de árvore e comparar a variabilidade nas larguras do anel de crescimento entre os diferentes raios para datação visual para melhorar a precisão de datação para o primeiro ano de exposição à erosão do solo e datar corretamente os anéis subsequentes. Para determinar o tempo de exposição da raiz por análise microscópica, para amostras de raízes expostas e não expostas, use um microtómeo deslizante para obter aproximadamente um centímetro de largura, seções verrianas radiais de 20 mn de espessura.Manche as seções transversais com safranin e desidrate as amostras com imersões ascendentes de água de etanol em até 96% de etanol, até que a água se esclae bem. Mergulhe as amostras em um agente de compensação apropriado e monte-as em slides codificados com um deslize de cobertura de epóxi de endurecimento. Depois de permitir que as amostras sequem à temperatura ambiente, imagem as seções abaixo de 125x de ampliação para comparar a pegada anatômica das amostras radiculares expostas e não expostas.Em seguida, use um analisador de imagem apropriado para obter medições microscópicas das larguras do anel de crescimento, número de células por anel, porcentagem de madeira tardia e área de lúmen em madeira primitiva. Nesta análise macroscópica, foram observadas alterações no padrão de crescimento do anel de árvore devido à morte do cambium na parte superior da raiz. Incluindo uma mudança do crescimento concêntrico para o crescimento excêntrico e a presença de alguns anéis de árvores externas parcialmente destruídos.Nesta análise microscópica, a primeira vez de exposição pode ser observada quando há uma mudança dramática na largura do anel. Um aumento no número de vasos também é perceptível, e pontos de resina traumática aparecem em algumas raízes cicatrizadas. A madeira tardia é prontamente visualizada devido às suas múltiplas fileiras de traqueoides de paredes grossas.Com um declínio significativo no lúmen traqueide da madeira primitiva observada após a exposição. A caracterização da microtopografia da superfície do solo desempenha um papel fundamental na obtenção de taxas precisas de erosão da folha. Este padrão morfológico exposto da raiz termina a uma distância específica da qual a superfície do solo é moldada apenas pela erosão da folha, indicando o local onde a erosão deve ser medida.Aqui, foram analisadas 114 amostras de raízes expostas. Possibilitando uma caracterização multidecadal da erosão da folha. A análise de 10 raízes enterradas revelou que elas começaram a responder anatomicamente à exposição quando estavam aproximadamente três centímetros abaixo da superfície do solo.Que é um indicador essencial para melhorar a precisão das taxas de erosão. Ao tentar esse procedimento, é importante lembrar que a caracterização microtopográfica adequada das raízes e suas proximidades tem sido demonstrada como um fator-chave na estimativa confiável das taxas de erosão da folha. O protocolo é replicável em qualquer área geográfica, desde que as espécies de árvores disponíveis demonstrem uma boa aptidão para o uso em pesquisas de raízes de árvores, conforme aplicado às avaliações de erosão do solo.Após este procedimento, a adição de outros métodos que utilizam captações instrumentais, ou parcelas experimentais pode melhorar a representatividade espacial da análise de erosão. Essa técnica pode ser usada para projetar as melhores práticas de gestão, que poderiam, em última análise, prevenir, ou pelo menos reduzir, a erosão do solo. Facilitando a aplicação de práticas de gestão mais sustentáveis.

Research

JoVE Journal

Environment

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Ambiente

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Estimativa Laboratório de Líquido tróficas eficiências de transferência de PCB para Lake Trout (<em&gt; Salvelinus namaycush</em&gt;) De sua rapina

A technique for laboratory estimation of net trophic transfer efficiency (&#947;) of polychlorinated biphenyl (PCB) congeners to piscivorous fish from ...

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Understanding the source of pollution in a stream is vital to preserving, restoring, and maintaining the stream&#8217;s function and habitat it provides. ...

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